남극 물고기서 근육재생 단백질 세계 처음 발견…"상용화 위해 전략연구 추진"

국내 연구진이 남극 물고기서 발견한 근육재생 단백질이 노인 근감소증 치료제 대안으로 주목받았다. 상용화도 추진 중이다. 극지연구소 연구팀이 남극검은돌치에서 근육 재생 및 성장을 조절하는 새로운 단백질(Dnajb5)을 발견, 작동 메커니즘을 세계 최초로 규명했다고 21일 밝혔다. 최근 의학계에서는 노화로 인한 근감소증과 암이 유발하는 극심한 근육 소모 '악액질(cachexia)' 치료제 개발이 활발하다. 질병관리청에 따르면 65세 이상 노인 10명 중 1명이 근감소증을 앓고 있다. 그러나 기존 치료후보 물질들은 전신 대사 장애나 인슐린 저항성, 발암 위험 등의 부작용이 한계로 지적된다. 김진형 극지연구소 생명과학연구본부 책임연구원은 윤미셥 가천대학교 교수 연구팀과 공동으로 남극검은돌치 근육에서, 세포가 온도 변화나 물리적 충격을 받을 때 손상된 부분을 보호·복구하는 열충격단백질의 일종인 'Dnajb5'가 작동하고 있음을 처음 확인했다. 남극바다는 극한 저온과 높은 활성산소 환경이어서, 생물 특성이 다른 지역과 차이가 많다. 연구팀은 "이 단백질은 평상시 근육 안에서 단백질 합성을 지시하거나 에너지 생산을 조절하는 물질들과 각각 결합해 두 경로를 동시에 억제하는 '이중 브레이크' 역할을 수행한다"며 "그러나 근육이 손상되거나 스트레스를 받으면 이 결합력이 약해지면서 브레이크 시스템이 해제된다"고 설명했다. 첫 번째 브레이크는 세포질에서 단백질 'mTORC1'과 결합해 새 단백질 생성 신호 자체를 차단한다. 두 번째 브레이크는 핵 안에서 HDAC4라는 단백질을 붙잡아 미토콘드리아 생합성을 주도하는 유전자 발현을 차단한다. 살아남기 위해 단백질 합성을 억제하고, 에너지 생산을 최소화하는 이중 잠금 장치가 작동한다. 연구팀 실험 결과 근육이 손상된 실험용 쥐에서 'Dnajb5' 발현을 억제하자, 재생되는 근섬유 단면적이 대조군보다 약 26% 증가했다. 운동 능력(근력)은 대조군 대비 14%, 지구력은 31% 향상됐다는 것. 김진형 책임연구원은 전화통화에서 "Dnajb5는 유독 근육 조직에 많이 분포한다"며 "이 단백질만 골라서 제어하면, 기존 치료제의 전신 부작용을 줄이고 근육에만 안전하게 재생을 유도할 수 있을 것"이라고 말했다. 김 책임은 연구배경에 대해 "수온이 높아봐야 영상 2도인데, 이런 조건에서 생존하는 물고기는 불포화지방산이나 세포 에너지를 만드는 미토콘드리아 등이 더 많을 것으로 예상하고 접근했다"며 "상용화를 위해 내년 전략연구사업으로 남극어류를 이용한 노인성 질환 치료제 발굴 사업을 추진 중"라고 덧붙였다. 연구성과는 근육학 및 노인의학 분야 국제 학술지 악액질·근감소·근육 저널(IF 9.1)에 게재됐다.